【教师原创】2014秋人教版八年级物理上册:4-1 光的直线传播(同步复习教案+课件+教材重难点解析+同步检测试题+实验探究,5份)

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名称 【教师原创】2014秋人教版八年级物理上册:4-1 光的直线传播(同步复习教案+课件+教材重难点解析+同步检测试题+实验探究,5份)
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文件大小 2.8MB
资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2015-01-01 21:18:49

文档简介

《光的直线传播》同步试题
一、选择题
1.下列看起来有光射出来的物体中,全部是光源的是(  )
A.耀眼的玻璃幕墙、正在燃烧的火柴、萤火虫
B.萤火虫、煤油灯的火焰、光彩夺目的钻石
C.篝火、正在发光的灯泡、夜空中点点繁星
D.发光的灯泡、燃烧的篝火、太阳
答案:D
解析:玻璃幕墙自身不能发光,之所以耀眼是因为它反射了太阳光,因此玻璃幕墙不是光源;钻石自身不能发光,它反射的是太阳光,因此不是光源;夜空中的星星如果是恒星能自身发光,则恒星是光源。如果是行星则不能自身发光,则行星不是光源。
2.(2014年莆田中考题)如图1是2013年10月19日凌晨发生的月偏食现象,它的成因是(  )
答案:A
解析:月偏食是由于光的直线传播形成的,可以用光的直线传播来解释。
3.(2014年宿迁中考题)如图所示,不能用光的直线传播规律解释的现象是(  )
答案:B
解析:光在同一均匀介质中是沿直线传播的,应用的实例有:日食、月食、小孔成像、射击瞄准,人看不到不透明物体后面的东西等,所以A、C、D都是利用光的直线传播规律;人能看到镜中自己的像,利用光的反射原理,所以选项B不能用光的直线传播解释。
4.(2014年盐城中考题)在探究树荫下光斑的综合实践活动中,为了研究孔的大小对光斑形状的影响。小华设计了四种有不同形状孔的卡片甲,并用另一张卡片乙覆盖在甲上,如图所示。接着,从图示位置沿箭头方向水平移动乙,观察光斑形状的变化情况,下列合乎要求的是(  )
答案:A
解析:小孔成像是光的直线传播形成的,探究孔的大小对光斑形状的影响,必须控制孔的形状不变,只改变孔的大小。A图中随着卡片乙向左移动,孔的形状始终是三角形,并且逐渐变小,故A符合要求;B、C、D三图中随着卡片乙向左移动,孔的形状发生了变化,不符合要求。
5.(2014年永州中考题)炎热的夏天,树荫下比太阳下要凉快得多,人们总喜欢在树荫下乘凉,树荫的形成是由于(  )
A.光的反射 B.光的折射 C.光的直线传播 D.光的色散
答案:C
解析:光在同种均匀物质中沿直线传播,在日常生活中,激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。太阳光被树叶遮挡后,在下边形成一个黑色的区域,形成树荫。树荫实际上就是大树的影子,是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的。
6.(2014年泉州中考题)如图4所示为小孔成像的现象,其成像的原因是(  )
A.光的反射   B.光的折射   C.光的色散  D.光的直线传播
答案:D
解析:物体发出或反射的光线在同种均匀介质中传播时,遇到小孔后会在小孔后面的屏上成倒立的实像,小孔成像有力地证明了光在同种均匀介质中沿直线传播。
7.大伟同学在课外按教材上的装置做“针孔照相机”,做成后他将这个照相机对准一只点燃的蜡烛,如果照相机底部是一个很小的三角形小孔,则他在半透明纸上看到的将是(  )
A.蜡烛正立的像  B.一定是缩小的像  C.三角形光斑  D.蜡烛倒立的像
答案:D
解析:小孔成像是由于光的直线传播形成的,物体经过小孔成的像是倒立的实像,而不是光斑,像的形状与物体相同,而与小孔的形状无关。
8.当太阳、水星、地球运行到一条直线上时,在地球上可以观察到太阳上有一个小黑斑在缓慢移动,这种现象称为“水星凌日”,是难得的天文奇观。下列关于该现象的说法中正确的是( )
A.小黑斑是水星在太阳上形成的影子
B.小黑斑是由于水星挡住了太阳射向地球的一部分光而形成的
C.小黑斑是水星在太阳上形成的像
D.小黑斑是地球在太阳上形成的像
答案:B
解析:通过比较可以发现,“水星凌日”与我们熟知的日食现象非常相似,只是水星取代了月球的位置。
9.关于小孔成像,正确的是( )
A.小孔成像实验中,小孔越大成像越清楚
B.小孔成像实验中,小孔越小像越亮
C.小孔成像实验中,小孔一定要是圆的
D.小孔成的像,一定是倒立的
答案:D
解析:小孔成像实验中,小孔越大穿过小孔的光越多,因而像越亮,但成像越模糊。小孔成的是光源的像,与小孔形状无关。小孔成的像,一定是倒立的像。
10.如图5所示,甲、乙两人分别站立于一面墙的两边,若要在墙上开一个窗使两人彼此都能看到对方的全身,则所需的最小窗的位置应为( )
A.ae B.ad C.bc D.bd
答案:D
解析:根据光沿直线传播,画出图5所示的图形,所以确定答案为D。
二、填空题
11.光在___________中沿直线传播,光在真空中传播的速度为________m/s,光在其他介质中的传播速度比在真空中的传播速度 ________(选填“大”或“小”)。
答案:同种均匀介质 3×108 小
解析:光在同种均匀介质中沿直线传播,光在真空中传播的速度为3×108 m/s,光在真空中的传播速度是宇宙中物体的最快速度。
12.“当地球遮住太阳的光线,月亮便走进了地球的阴影……”这是某影片中的台词片断,它描述的是________现象(选填“日食”或“月食”),此现象可以用光的________ 原理来解释。
答案:月食 直线传播
解析:月亮走进了地球的阴影中,月亮便不能反射太阳光,会出现月食。这可以用光的直线传播来解释。
13.光从太阳传播到地球约需要8分20秒,太阳与地球的距离约是________米。月球与地球之间相距38万千米,在地面上向月球发射一束激光,地面接收到光返回的信号,共经历了________秒。
答案:1.5×1011 2.53
解析:光在真空中的传播速度是:c=3×108m/s,利用公式s=vt计算路程,利用公式计算时间。计算时注意单位统一。
14.俗话说“坐井观天,所见甚小。”为了说明井底之蛙观察井外范围的大小与井深的关系,甲、乙同学都用画示意图比较的方法来说明,分别如图6和图7所示。在你看来,他们所画的图________(选择下列有关词填空:“都正确”“都不正确”“甲正确,乙不正确”“乙正确,甲不正确”);根据他们所运用的方法,你在评价他们的示意图画得是否正确时,主要是看________________________(选择下列有关词填空:“画图是否认真”“图上是否全面正确地反映了应该控制的变量”“画图时所运用的物理知识是否正确”)。
答案:甲正确,乙不正确 ________ 图上是否全面正确地反映了应该控制的变量
解析:本题以光的直线传播为背景,考查控制变量法。本题中要研究井底之蛙观察井外范围的大小与井深的关系,就只能让井深不同,其余因素均应相同。图7中,除井深不同外,两个井口的位置也不同了,不符合控制变量法的思想,所以错误。
三、综合题
15.请同学们做如下小实验:
(1)观察从门缝射入室内的光,发现它沿________传播;
(2)观察夜晚手电筒射出的光,发现它沿________传播;
(3)向玻璃瓶中吹入一些烟雾,盖好瓶口,用手电筒照射,观察瓶内烟雾中的光,发现它沿 ________传播;
(4)向水中滴入几滴牛奶或米粥汤,用手电筒向水中照射,观察水中的光,发现它沿 传播;
实验结果表明:光在同种均匀物质中是沿________传播的。上述实验做了四个的目的是________。
答案:直线 直线 直线 直线 直线 排除偶然性,发现光在同种均匀物质中是沿直线传播的普遍规律。
解析:(1)观察从门缝射入室内的光,发现它沿直线传播;(2)观察夜晚手电筒射出的光,发现它沿直线传播;(3)向玻璃瓶中吹入一些烟雾,盖好瓶口,用手电筒照射,观察瓶内烟雾中的光,发现它沿直线传播;(4)向水中滴入几滴牛奶或米粥汤,用手电筒向水中照射,观察水中的光,发现它沿直线传播。实验结果表明:光在同种均匀物质中是沿直线传播的。上述实验做了四个的目的是排除偶然性,发现光在同种均匀物质中是沿直线传播的普遍规律。
16.阅读下列材料,回答问题。(制作针孔照相机)
在较暗的屋子里,把一支点燃的蜡烛放在一块半透明的塑料薄膜前面,在它们之间放一块钻有小孔的纸板。由于光沿直线传播,塑料薄膜上就出现烛焰的倒立的像,这种现象叫做小孔成像。利用小孔成像可以制作针孔照相机。早在公元前4世纪成书的《墨经》中就记载了小孔成像的实验。
请你回答:
(1)小孔成像现象用到的物理知识是:________。
(2)小孔成像所得到像和手影所形成的影子是一回事吗?________。
(3)针孔照相机已经做好了,即光屏的位置和小孔的位置固定,照相机离烛焰越近,它成的像越 ________。
答案:(1)光在均匀介质中沿直线传播
(2)答:不是一回事。影子是光在传播过程中,遇到不透明的物体,一部分光被物体挡住,物体的后面会出现影子;小孔成像是光在均匀介质中沿直线传播形成的实像
(3)大
解析:(1)小孔成像现象用到的物理知识是:光在均匀介质中沿直线传播。(2)小孔成像所得到像和手影所形成的影子不是一回事。影子是光在传播过程中,遇到不透明的物体,一部分光被物体挡住,物体的后面会出现影子;小孔成像是光在均匀介质中沿直线传播形成的实像。(3)小孔成像的过程中,倒像的大小跟人到小孔的距离有关,人到小孔的距离越远,人在光屏上的倒像就越小,反之则倒像就越大。
17.(1)如图8所示,从室内的一盏电灯通过墙壁的两个小孔射出来,请你根据这两条光线确定电灯的位置。
(2)如图9,PQ为一光屏,M、N是一个窗户的上下边沿,S是光源,试在PQ上确定光源S能照亮的范围。
答案:如图10、图11所示。
解析:利用光沿直线传播规律。
           
18.小东与几位同学做手影游戏时,发现手影大小经常在改变,影子的大小与哪些因素有关?他猜想:影子的大小可能与光源到物体的距离有关,他们借助如图所示的实验装置,来探究影子高度与光源到物体距离的关系。
实验中,把手电筒正对黑板擦由近及远先后放在距离黑板擦不同位置,保持其他因素不变,分别测量影子在墙面上的高度,记录数据下如下表:
(1)分析数据他们发现:若保持其他因素不变,当手电筒由近处逐渐远离黑板擦时,影子的高度随之_____ _____ _____ 。
(2)为了进一步发现其中的规律,他们根据数据绘制了影子高度H随手电筒到黑板擦距离L变化的图象(如图12),由图象可知,当手电筒到黑板擦的距离L=35cm时,影子的高度H大致是_____ cm。
(3)当手电筒距黑板擦足够远时移动,影子大小将 。
答案:(1)减小;(2)15;(3)慢;(4)基本不变。
解析:(1)由记录的数据表可以看出,当手电筒由近处逐渐远离黑板擦时,影子的高度随之减小;(2)由坐标图象可知,当L=35cm时对应的H大致高度为15cm;(3)从图象中曲线的变化趋势可发现,当手电筒距黑板擦较远时影子变化较慢,当手电筒距离黑板擦足够远时,影子大小基本不变。
19.某同学用两个硬纸筒探究小孔成像,如图13所示。
(1)请在图中作出蜡烛AB在屏上所成的像A’B’(要求标出A’、B’)。
(2)该同学发现蜡烛和小孔的位置固定后,像离小孔越远,像就越大。他测出了不同距离时像的高度,并将实验结果填在了表格中,根据表中的数据可以得到的结论是:蜡烛和小孔的位置固定后,像的高度h与像到小孔的距离S成_____(选填“正比”或“反比”)。
(3)树荫下的圆形光斑就是 _____ 通过树叶间的小孔在地面上所成的实像。
答案:(1)如图14;(2)正比;(3)太阳。
解析:(1)发光物体的每一个点都可看作为点光源,每个点光源发出的光都会通过小孔照到屏幕的某个区域。蜡烛A点发出的光线经小孔下边缘,到达光屏下部,蜡烛B点发出的光线经小孔上边缘,到达光屏的上部,成的像是倒立的实像,蜡烛成像的光路图如图14所示;(2)由表格上的数据可知,像的高度随像到小孔距离的增大而增大,求出像的高度和像到小孔距离的比值,可以发现比值是一个定值,所以像的高度h与像到小孔的距离S成正比;(3)树荫下的圆形光斑就是太阳的像。
探究小孔成像的规律
实验目的:
1.通过示实验了解“小孔”可以成像,且成的是倒立的像。
2.通过实验了解小孔成的是光源的像,与孔的形状无关。
3.了解小孔所成像的大小取决于物和光屏到小孔的距离。
实验原理:
光的直线传播。
实验器材:
蜡烛、火柴、硬纸板、刻度尺等。
实验步骤:
1.准备三块硬纸板,分别在硬纸板上开有方孔、三角形孔、圆孔,孔的大小最好保持一致,这样就制作好了三个带有小孔的屏幕(暂称为小孔屏)。
2.如图1,放好蜡烛、小孔屏和毛玻璃屏。点燃蜡烛,调整蜡烛和屏的高度,使蜡烛的火焰、小孔和毛玻璃屏的中心大致在同一高度。
3.移动蜡烛或毛玻璃屏的位置,可以在毛玻璃屏上观察到烛焰倒立的像。
4.记下小孔屏的位置,在原来小孔屏的位置分别换用另外两只小孔屏,观察毛玻璃屏上依然呈现的是烛焰倒立的像。这说明小孔成的是光源的像,与孔的形状无关。
5.固定小孔到光屏距离(像距),改变蜡烛到小孔的距离(物距),用刻度尺测量出物距、像距,观察毛玻璃屏上烛焰的像,并与烛焰大小进行比较,记入下表中。
可以看出:像距固定时,物距越大,小孔所成的像越小。
6.固定蜡烛到小孔的距离(物距),改变小孔到光屏的距离(像距),同样用刻度尺测量出物距、像距,观察毛玻璃屏上烛焰的像,并与烛焰大小进行比较,记入下表中。
可以看出:物距固定时,像距越大,小孔所成的像越大。
得出结论:小孔成像中成的是光源的像,与孔的形状无关;小孔所成的像大小都是倒立的;小孔所成的像是放大还是缩小的取决于物距和像距的比较,像距等于物距时成相等的像,像距大于物距时成放大的像,像距小于物距时成缩小的像。蜡烛距小孔越近或毛玻璃屏距小孔越远,得到的像越大。
操作注意:
1.实验时小孔的大小要多次试验,太大成像模糊,太小成像的亮度不够,影响观察。
2.实验最好在较暗的环境下进行,实验过程中小孔与光屏较近时光屏上的像比较清晰,小孔与光屏较远时像比较模糊,应仔细观察。
《光的直线传播》教学设计
一、教学目标
(一)知识与技能
1.了解光源,知道光源大致分为天然光源和人造光源两类。
2.理解光沿直线传播及其应用。
3.了解光在真空和空气中的传播速度c=3×108m/s。
(二)过程与方法
1.观察光在空气中和水中传播的实验现象,了解实验是研究物理问题的重要方法。
2.阅读“科学世界──我们看到了古老的光”的内容,了解光可以反映宇宙的信息,感悟宇宙之宏大。
(三)情感态度和价值观
1.通过观察、实验以及探究的学习活动,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
2.通过探究性物理学习活动,使学生获得成功的愉悦,乐于参与物理学习活动。
二、教学重难点
本节的主要科学内容有三个,一个是光源,一个是光的直线传播,一个是光速。这是学生学习光学知识的第一课。光的直线传播是几何光学的基础,又是研究光的反射、折射现象的必备知识。同时,利用光的直线传播能解释影子、日食、月食、小孔成像等生活和自然界中的重要现象。因此,本节内容以光的直线传播为重点,主要的探究活动也围绕光的直线传播展开。教学中应着重引导学生积极参与探究活动,仔细观察实验现象,或直接概括结论,或结合讨论、阅读,接受并认同有关结论。同时,在活动中也应让学生了解运用实验研究自然现象的基本方法。使学生对光的直线传播规律有更全面、更深刻的认识,激发学生学习光学知识的兴趣。初步培养他们观察物理现象、应用物理知识解释现象的能力,为后续的科学探究活动打下基础。
教学重点:光的直线传播。
教学难点:用光的直线传播来解释简单的光现象。
三、教学策略
光现象和前面学习过的声现象联系十分紧密,研究对象都是生活中常见的一些现象。本小节主要解决三个问题:什么叫做光源?光是如何传播的?光的传播速度是多少?这三个问题和声现象中研究的三个问题很接近。什么叫做声源?声音是如何传播的?声音的传播速度是多少?所以在教学过程中可以把光和声音作一个类比,使学生对光有更深刻的理解。本节的主要物理知识蕴含于探究活动之中,学生探究能力的提高、研究方法的习得也与探究过程密不可分。因此,本节取得良好教学效果的关键是指导、帮助学生观察到清晰的实验现象,高质量地完成有关探究活动。教学中注重让学生经历从自然到物理,从生活到物理的认知过程,从而激发学生的求知欲望,发掘学生分析问题解决问题的灵感,培养学生分析问题解决问题方法的多样性,提高学生分析问题解决问题的能力。
四、教学资源准备
多媒体课件、激光演示器、酒精灯、盛有水的水槽、不同浓度的糖水、蜡烛、带有小孔的硬纸板等。
五、教学过程
课件25张PPT。第四章 光现象 第1节 光的直线传播 江苏省丰县初级中学 董慧玲
我国的国旗是什么颜色?如果在漆黑的夜晚,没有光照,看到的国旗会是什么颜色?人们要看见东西,必须要有光,而且光必须进入人们的眼睛。假设这个世界没有光,我们看什么东西都是黑色的,我们什么都看不见。 导入新课这些物体有什么共同的特点?光源能够发光的物体叫光源。
光源分为:自然光源和人造光源两类。月亮是不是光源?光源光总是沿直线传播的吗?光的直线传播实验一:光在空气中是如何传播的?
  在空气中喷出大量水雾,用激光笔在水雾中射出一束光,观察光传播的路径。
  光在空气中是沿直线传播的。光的直线传播实验二:光在水中是如何传播的?
  在水中加入少量牛奶,用激光笔在水中射出一束光,观察光传播的路径。光在水中也是沿直线传播的。光的直线传播实验三:光在透明固体中是如何传播的?
  用激光笔在半透明的果冻里射出一束光,观察光在果冻里传播的路径。光在果冻中也是沿直线传播的。光的直线传播实验四:光在在两种介质的界面上发生了偏折。 光的直线传播实验五:将激光束打在墙壁上,看到一个光斑,然后用酒精灯对激光束加热,你看到了什么?这是什么原因造成的? 能看到光斑在抖动。这是因为加热使空气不均匀,光不沿直线传播。 光的直线传播光沿直线传播的条件:光在同种均匀介质中沿直线传播。
光的直线传播光线:一条带有箭头的直线,
表示光的传播路径和方向。注意:光线实际上是不存在的光的直线传播点光源发出的光线:平行光线(太阳光):光的直线传播光沿直线传播实例影子的形成
光在传播过程中,遇到不透明的物体,由于光是沿直线传播的,所以在不透光的物体后面,光照射不到,形成了黑暗的部分就是物体的影子。光的直线传播人走过路灯过程中他的影子是如何变化的?光的直线传播神秘的日食和月食日食月食光的直线传播日食的成因:月食的成因:光的直线传播小孔成像光的直线传播思考:
  小孔成像成的是:
(1)谁的像?光源的还是小孔的?
(2)倒立的像还是正立的像?
(3)放大的还是缩小的像?
小孔成像成的是光源的像,像是倒立的,像可能放大、可能缩小、可能等大。
光的直线传播日偏食时,太阳通过树叶间的小孔在墙上成的像光的直线传播激光准直:
瞄准:看图说明打枪是如何利用光的直线传播的。
排队:10名同学排成一行,说说怎样才能排直。光的直线传播阅读教材“光的传播速度”,回答下列问题:
  1.打雷和闪电同时同地发生,
为什么我们总是先看见闪电后听
到雷声?
  2.光和声音在传播方面有哪些不同?
  3.光在真空中传播的速度是多大?
  4.在其他透明介质中传播的速度都比在真空
中传播的快还是慢?光速声和光的不同光速  阅读教材STS:《我们看到了古老的光》
  小组内讨论回答文章后面的三个问题。
光速1.能够发光的物体叫光源,月亮不是光源。2.光在同种均匀介质中沿直线传播。3.光在真空和空气中传播的速度:3×108m/s。
课堂小结《光的直线传播》重难点突破
一、教学内容分析
本节是学生学习光学知识的第一课。光的直线传播是几何光学的基础,又是研究光的反射、折射现象的必备知识。学生在日常生活和小学科学课中已经知道光沿直线传播的结论,但认识很浅显,建议教师设计一系列的实验,引导学生得出光的直线传播规律。在教学过程中要结合实验和日常生活中的应用,用光的直线传播解释影子、日食、月食、小孔成像等生活和自然界中的重要现象。使学生对光的直线传播规律有更全面、更深刻的认识,激发学生学习光学知识的兴趣。
教学重点:光的直线传播。
教学难点:用光的直线传播来解释简单的光现象。
二、重难点突破
1.光源
突破建议:
学生刚刚学过声源,可以让学生仿照声源的概念自己来归纳光源的概念。学生回答“能发光的物体叫做光源”,他们的理由是“能发出声音的物体叫做声源”。但这样是不是完整呢?很多物体都“能”发光,但是不是所有发光的物体都是光源呢?举几个例子来说,比如电影荧幕、月亮、镜子,它们看起来都“能”发光,但它们是不是光源呢?先分析一下,电影荧幕的光来自放映机上的投影灯,月亮的光是反射太阳的光,镜子也是反射其他物体的光,它们自己是不会发光的,所以都不是光源。可以提问学生,“我们怎样修改光源的概念才够完整?”学生自然会回答:能自行发光的物体叫做光源。
为了加深学生的理解,可以让他们列举生活中的光源。具体方法可以让学生分组讨论,以小组为单位进行比赛,看哪一个小组列举得最多,每个小组派一名代表回答。因为是比赛的形式,所以学生的参与热情会比较高,最后列举的数目也会很多。表扬列举得最多的小组,激发他们的上进心,同时对其中可能出现的错误进行纠正。比如说,学生可能会说“蜡烛”“电灯”“星星”等是光源,告诉他们“点燃的蜡烛”“开着的电灯”才是光源,“星星”并不都是光源,只有“恒星”“流星”是光源,而“行星”“卫星”“彗星”等都不是光源。
在学生理解的基础上说明,光源是可以分类的。太阳、闪电、萤火虫、灯笼鱼、斧头鱼等属于自然光源,点燃的蜡烛、开着的电灯、火焰等属于人造光源。
2.光的直线传播
突破建议:
学生都有这样的生活体验,晚上汽车、摩托车或者是手电筒的光都是直线传播的,那么可以让他们大胆地猜测一下“光是如何传播的?”。学生答:“光是沿直线传播的”,猜测完了以后,需要用实验来验证自己的猜测。
学生已经知道一些光的直线传播的知识,但作为物理学习,应重视演示实验,使学生的感性认识更丰富一些。教学中可以选择那些小学自然课做过的实验,再次展示光在空气中沿直线传播的现象。比如讲桌上放置点亮的白炽台灯,每个学生两只手各拿一块带有小孔的硬纸板,让眼睛通过小孔观察台灯。启发学生分析:只有当眼睛、两个小孔和光源恰好在一条直线上的时候,眼睛才能看见从光源发出的光。
光在玻璃和水中沿直线传播,学生的感性认识较少,一定要演示给学生看看。做这个演示实验的方法较多,如:
(1)可以用激光笔发出的激光束垂直射入水中或玻璃中,观察激光束在玻璃或水中的传播路径。为了能看到水中的光路,可以在水槽的里面铺一张白纸作衬,也可以在水中滴少许牛乳或墨水,以显示光路。
(2)本实验也可以用光具盘,让光垂直玻璃面射入玻璃中(并掠过光具盘),观察光在玻璃中的传播路线。
关于光沿直线传播的条件,建议教师课堂上演示光在非均匀糖水中传播的实验。
如图1,在支架上固定一个薄水槽,其中放置一个白屏来显示光的路径,事先配有四杯浓度不同的糖水,将它们按浓度从大到小依次倒入水槽(四种糖水的量按一定的比例调配),由于各层糖水间相互混合,所以水槽内形成了从上到下浓度逐渐变大的不均匀糖水。将一束激光从透明水槽侧面沿白屏表面75°左右的入射角,由最上层溶液斜向下射入非均匀糖水,可见激光路径在非均匀糖水中向下弯曲。同时做一个对照实验,用激光光束斜射入同种均匀的蔗糖溶液中,再让同学们观察──光的路径仍是直线。
还可以让学生进行实验:将激光笔固定好,并使激光束打到墙壁上,会看到一个光斑,然后用酒精灯对激光束加热,会看到光斑抖动,通过分析,让学生明白,这是因为加热使激光束穿过的空气不均匀,不能沿直线传播。进而指出生活中隔着火焰看静止的物体好像在跳动、海市蜃楼等现象都是空气不均匀引起的。由此得出光沿直线传播的条件:光在同种均匀介质中沿直线传播。
由于光的传播有方向,在这里可以向学生交代“光线”这个物理学名词。应该使学生知道,人们用光线是来表示光的传播路线。光线是带箭头的直线,箭头表示光传播的方向。教学中,可以结合实际,示范性表示手电筒光束的光路,或放电影时的光束的传播路径。?
关于光的直线传播的应用,教材中用典型事例──激光引导掘进方向的图,示意性地展示了它的应用原理。如果能向学生介绍一些利用激光准直的其他实例,学生会更感兴趣。
关于小孔成像,建议学生课堂上做一下分组实验:燃着的蜡烛、挖有几个形状不同小孔(如正方形、三角形等)的硬纸板、白纸。让硬纸板在蜡烛和白纸之间,调整硬纸板、白纸之间的距离,在白纸上能看到烛焰的像吗?像是正立的还是倒立的?像的形状与小孔的形状有关吗?学生会顺利得出白纸上出现了倒立的烛焰的像,“像”只是与烛焰相似,与小孔的形状无关。指出夏天浓密树荫下会有一个个圆形的亮斑,这是太阳通过树叶缝隙造成的小孔在地面上成的太阳的像,所以也是小孔成像现象。
关于日食、月食现象。建议教师先进行动画演示日食、月食,然后让学生思考:什么情况下会发生日食?什么情况下会发生月食?最后总结出发生日食时,太阳、月亮、地球在一条直线上,月球在中间,地球在月球的影子里;发生月食时,太阳、月亮、地球在一条直线上,地球在中间,月球在地球的影子里。
3.光速
突破建议:
可以通过问题直接引入,前面学习了声音在空气中的传播速度是340m/s,那么光的速度与此相比较是大还是小呢?打雷的时候,雷声和闪电是同时发生的,但我们总是先看到闪电后听到雷声,这是什么原因呢?列举生活中各种物体的速度,然后给出光的速度,做一个比较。摩托车速度20m/s,汽车速度30m/s,飞机速度200m/s,宇宙飞船速度8000km/s,而光在真空中的速度达到3×108m/s。
可以通过举例说明光速到底有多快:
(1)如果一个飞人以光速绕地球运行,在1s的时间内,能够绕地球运行7.5圈。
(2)太阳发出的光,要经过大约8min到达地球。如果一辆1000km/s的赛车不停地跑,要经过17年的时间才能跑完从太阳到地球的距离。